[發(fā)明專利]一種生物污泥調(diào)理劑及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310042571.7
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103130395A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉會洲;趙彩鳳;魏雪團(tuán)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: C02F11/14
• 分類號: C02F11/14;C12P13/02;C12R1/10
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種生物污泥調(diào)理劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

活性污泥法是目前應(yīng)用最為廣泛的污水生物處理技術(shù)，同時產(chǎn)生大量的剩余污泥。污泥脫水已成為污泥處理及處置流程中一個非常重要的環(huán)節(jié)，通過添加污泥調(diào)理劑改善污泥的脫水性能，進(jìn)而減少污泥體積來節(jié)省后續(xù)運輸、填埋、焚燒等處理成本。

目前，常用的污泥調(diào)理劑主要有無機(jī)調(diào)理劑、有機(jī)高分子調(diào)理劑和微生物調(diào)理劑。無機(jī)調(diào)理劑主要是鋁鹽和鐵鹽聚合物，如聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵，其價格便宜在某些行業(yè)具有一定的應(yīng)用，但鋁鹽具有毒性，可通過食物鏈和飲用水危害人類健康，鐵鹽對金屬具有腐蝕性，使水帶色，且使用過程中耗量較大。有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺等具有用量少，絮凝速度快等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛，不少研究者對其進(jìn)行改性研究，但其不易生物降解，且單體丙烯酸酰胺具有神經(jīng)毒性，是致癌物質(zhì)。目前，天然有機(jī)高分子調(diào)理劑主要是碳水化合物（多聚糖類、殼聚糖類、甲殼素類、微生物調(diào)理劑類），其產(chǎn)量約占高分子絮凝劑總量的20%左右。改性天然高分子調(diào)理劑的原料來自動植物，一般無毒性，可以防止出現(xiàn)二次污染。相對于傳統(tǒng)的無機(jī)、有機(jī)調(diào)理劑，天然高分子調(diào)理劑具有來源廣泛，無毒，絮凝活性高，易生物降解等優(yōu)點，其應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，應(yīng)用前景可觀。

微生物調(diào)理劑，即微生物絮凝劑，是利用生物技術(shù)，從微生物菌體或其分泌物中提取、純化而獲得的一種安全、高效，且能自然降解的新型水處理絮凝劑。微生物絮凝劑可以克服無機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑本身固有的安全和環(huán)境污染方面的缺陷，易于生物降解，無二次污染。目前，微生物絮凝劑已應(yīng)用于紙漿廢水、染料廢水處理，污泥脫水及發(fā)酵菌體去除等領(lǐng)域，取得了良好的絮凝效果。微生物絮凝劑主要有糖蛋白、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和DNA以及絮凝活性的菌體等。

活性污泥含水率≥99%，含有大量親水性膠體物質(zhì)，沉淀性能與脫水性能都很差。加入污泥調(diào)理劑后通過雙電層壓縮、吸附電中和、吸附架橋卷掃網(wǎng)鋪等作用去除顆粒的間隙水，使細(xì)小松散的污泥顆粒相互聚集成密度較大的顆粒沉淀下來。在污泥脫水前進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理是提高污泥脫水的有效方法。目前，無機(jī)和有機(jī)調(diào)理劑用量大、腐蝕性強(qiáng)、易帶來二次污染。因此，開發(fā)絮凝活性高、易生物降解、環(huán)境友好、深度脫水的生物絮凝劑顯得極為迫切且具有現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為解決上述問題，提供一種高效、節(jié)能、環(huán)保的污泥調(diào)理劑，應(yīng)用于提高污泥的沉降性能與脫水性能。

本發(fā)明的發(fā)明人為實現(xiàn)上述目的，提出并完成了本發(fā)明。

本發(fā)明的生物污泥調(diào)理劑，其制備方法包括以下步驟：

1）制備種子液：將冷凍保藏的保藏編號為CGMCC?No.4156的地衣芽孢桿菌P-104菌種接種到LB液體種子培養(yǎng)基中，培養(yǎng)8-14h；

2）發(fā)酵培養(yǎng)：將步驟1）的種子液接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，其中，1%-5%的接種量接入種子液；pH為5.0-9.0，30-37℃下150-200r/min培養(yǎng)30-36h，收集發(fā)酵液制成污泥調(diào)理劑。

本發(fā)明使用的地衣芽孢桿菌P-104（Bacillus?licheniformis）為現(xiàn)有菌種，該菌于2010年9月14日保存于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所，100101），其保藏編號為：CGMCC?No.4156。

上述菌種在使用前的保藏，優(yōu)選地，在不高于-70℃冷凍條件下甘油管保藏。

根據(jù)本發(fā)明的生物污泥調(diào)理劑，其中，步驟2）所述發(fā)酵培養(yǎng)基為：每1L培養(yǎng)基加入谷氨酸鈉10-50g，葡萄糖10-80g，檸檬酸鈉5-15g，硫酸銨5-15g，MnSO₄0.15g，MgSO₄0.8g，K₂HPO₄0.6g和NaNO₃4g，補(bǔ)充蒸餾水至1000mL。

根據(jù)本發(fā)明的生物污泥調(diào)理劑，優(yōu)選地，步驟2）所述種子液接種量為3%。進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟2）所述pH為7.5。再進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟2）的發(fā)酵條件為37℃下180r/min培養(yǎng)30-36h。

本發(fā)明還提供了上述生物污泥調(diào)理劑在污水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明還提供了一種污泥調(diào)理方法，包括以下步驟：

1）取活性污泥，調(diào)節(jié)pH5.0-9.0，按0.003%-0.04%體積比加入權(quán)利要求1所述的生物污泥調(diào)理劑；

2）以220rpm攪拌1min，然后以80rpm速度攪拌30s。